擠壓鎂合金拉伸變形與斷裂行為的研究.pdf

1、鎂合金是實際應用中最輕的結構金屬材料，具有較高的比剛度、比強度、良好的電磁屏蔽性、減振性能和散熱性能，在航空航天、汽車工業(yè)和3C產品領域具有廣泛的應用前景。目前鑄造鎂合金產品用量大于變形鎂合金產品，但經過擠壓、鍛造、軋制等工藝生產出的變形產品具有更好的綜合力學性能，從而滿足更多樣化結構件的需求。然而，目前對變形鎂合金的組織、力學性能和斷裂行為還缺乏系統(tǒng)的研究，限制了變形鎂合金的進一步發(fā)展。本文通過金相觀察、X-射線衍射、力學性能分析、掃

2、描電鏡等分析手段，較系統(tǒng)地研究了擠壓AZ91，ZK60，AZ31鎂合金在不同條件下的顯微組織演變、拉伸變形行為和斷裂機理。 主要的研究內容和結果如下： （1）研究了熱處理對擠壓AZ91和ZK60鎂合金拉伸變形與斷裂行為的影響，結果表明：AZ91合金固溶態(tài)與擠壓態(tài)相比抗拉強度變化不大，但伸長率有較大幅度的提高；時效硬度峰值時的抗拉強度與固溶態(tài)相比有一定的提高，但伸長率有較大幅度的降低。ZK60合金有所不同，固溶態(tài)與擠壓態(tài)

3、相比抗拉強度和伸長率均有相當程度地降低，且時效硬度峰值時的抗拉強度與固溶態(tài)相比有一定的提高，但伸長率也有較大幅度的降低。AZ91合金固溶處理后晶粒尺寸與擠壓態(tài)相比有所增大，但ZK60合金固溶處理后晶粒尺寸顯著粗化。同時，兩種合金固溶時效處理后伴有強化相粒子析出。兩種合金擠壓態(tài)和固溶態(tài)的斷口都有韌窩特征，為微孔形核的韌性斷裂機制。AZ91時效峰值態(tài)的斷口則呈現出了韌性與脆性混合斷裂的特征，而ZK60時效峰值態(tài)的斷口有解理河流和解理臺階，呈

4、現出脆性解理斷裂的特征。 （2）鎂合金的應用由于其室溫塑性加工能力差而受到了很大限制，制備超(微)細晶組織是獲得高延伸率及超塑性材料的有效方法。本文對采用連續(xù)擠壓方法制備的細晶AZ31鎂合金進行了研究，結果表明：連續(xù)擠壓能有效的細化AZ31合金的晶粒和改變晶粒取向，致使材料延伸率得到了大幅提高。AZ31合金常規(guī)擠壓態(tài)的斷口呈現出韌性與脆性混合斷裂的特征，而連續(xù)擠壓態(tài)的斷口有韌窩特征，為微孔形核的韌性斷裂機制。 （3）此外